KR102483623B1

KR102483623B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102483623B1
Application number: KR1020210009594A
Authority: KR
Inventors: 비아체슬라프 스미르노프
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2023-01-02
Also published as: KR20220106547A; US11726297B2; CN216387699U; CN114779557A; US20220236518A1

Abstract

하우징과, 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임에 회전 가능하게 설치되는 상기 제2 프레임과, 상기 제2 프레임에 설치되는 반사부재와, 상기 하우징과 상기 제1 프레임 중 어느 하나에 설치되는 제1 마그넷과 상기 제1 마그넷에 대향 배치되는 제1 코일을 구비하는 제1 구동부 및 상기 하우징과 상기 제2 프레임 중 어느 하나에 설치되는 제2 마그넷과 상기 제2 마그넷에 대향 배치되는 제2 코일을 구비하는 제2 구동부를 포함하며, 상기 제1 프레임은 상기 반사부재에 입사되는 광의 입사 방향에 수직한 제1 축방향을 중심으로 회전되고, 상기 제2 프레임은 상기 반사부재에 입사되는 광의 입사 방향과 평행한 제2 축방향을 중심으로 회전되는 카메라 모듈이 개시된다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 기본적으로 채용되고 있으며, 모바일 단말용 카메라에는 자동 초점 기능, 손떨림 보정 기능 및 줌 기능 등을 부가되고 있다.

그러나, 다양한 기능을 구현하기 위하여 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고, 크기가 증가하게 되어 결국 카메라 모듈이 탑재되는 휴대용 전자기기의 크기도 커지게 되는 문제가 있다.

스마트폰 카메라 시장의 성장에 따라 OIS 구동 방식과 더불어 오토포커싱 (AF), 광학 줌 (Optical zoom) 등 기존 일반 수동 카메라의 기능을 소형화하여 집적하려는 시도가 지속적으로 이루어지고 있고, 이에 따른 구조 다변화에 따라 기존 OIS 방식 외 다른 OIS 구동 방식에 대한 수요가 발생하고 있는 실정이다.

소형화를 구현할 수 있는 카메라 모듈이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 하우징과, 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임에 회전 가능하게 설치되는 상기 제2 프레임과, 상기 제2 프레임에 설치되는 반사부재와, 상기 하우징과 상기 제1 프레임 중 어느 하나에 설치되는 제1 마그넷과 상기 제1 마그넷에 대향 배치되는 제1 코일을 구비하는 제1 구동부 및 상기 하우징과 상기 제2 프레임 중 어느 하나에 설치되는 제2 마그넷과 상기 제2 마그넷에 대향 배치되는 제2 코일을 구비하는 제2 구동부를 포함하며, 상기 제1 프레임은 상기 반사부재에 입사되는 광의 입사 방향에 수직한 제1 축방향을 중심으로 회전되고, 상기 제2 프레임은 상기 반사부재에 입사되는 광의 입사 방향과 평행한 제2 축방향을 중심으로 회전될 수 있다.

소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이고, 도 3은 카메라 모듈을 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B'선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 6은 반사모듈을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 반사 모듈의 변형 실시예를 나타내는 설명도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1)는 카메라 모듈(10)이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자기기(1)에는 피사체를 촬영할 수 있도록 두 개의 카메라 모듈(10)이 장착된다.

본 실시예에서, 하나의 카메라 모듈(10)은 복수의 렌즈를 포함하고, 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(Y축 방향, 휴대용 전자기기의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하는 방향을 향할 수 있다.

일 예로, 나머지 하나의 카메라 모듈(10)에 구비된 복수의 렌즈의 광축(Y축)은 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향으로 형성될 수 있다(Y축 방향).

따라서, 카메라 모듈(10)이 자동 초점 조정(Auto Focusing, 이하 AF), 줌(Zoom) 및 손떨림 보정(Optical Image Stabilizing, 이하 OIS) 등의 기능을 구비하더라도 휴대용 전자기기(1)의 두께가 증가하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 휴대용 전자기기(1)의 소형화가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 AF, Zoom 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.

AF, Zoom 및 OIS 기능 등을 구비하는 카메라 모듈(10)은 다양한 부품이 구비되어야 하므로 일반적인 카메라 모듈에 비하여 카메라 모듈의 크기가 증가한다.

카메라 모듈(10)의 크기가 증가하게 되면 카메라 모듈(10)이 장착되는 휴대용 전자기기(1)의 소형화에 문제가 될 수 있다.

예를 들어, 카메라 모듈은 Zoom 기능을 위하여 적층 렌즈의 수가 많아지게 되고, 다수의 적층 렌즈가 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 형성되는 경우에는 적층되는 렌즈의 수에 따라 휴대용 전자기기의 두께도 증가하게 된다. 이에 따라, 휴대용 전자기기의 두께를 증가시키지 않으면 적층 렌즈의 수를 충분하게 확보할 수 없어 Zoom 성능이 약해지게 된다.

또한, AF 및 OIS 기능을 구현하기 위하여는 렌즈 군을 광축 방향 또는 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 설치하여야 하는데, 렌즈 군의 광축(Y축)이 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 형성되는 경우에는 렌즈군을 이동시키기 위한 액츄에이터도 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 설치되어야 한다. 따라서, 휴대용 전자기기의 두께가 증가하게 된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 복수의 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향에 수직하도록 배치되므로, AF, Zoom 및 OIS 기능을 구비한 카메라 모듈(10)이 장착되더라도 휴대용 전자기기(1)를 소형화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이고, 도 3은 카메라 모듈을 나타내는 개략 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 하우징(20)에 구비되는 반사모듈(100), 렌즈 모듈(200) 및 이미지 센서(300)를 포함한다.

반사모듈(100)은 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(10)을 감싸는 하우징(20)에 구비되는 개구부(22)를 통해 입사된 광은 반사모듈(100)을 통해 렌즈 모듈(200)로 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다. 이를 위해 반사모듈(100)은 광을 반사하는 반사부재(140, 도 4 참조)를 구비할 수 있다.

가령, 카메라 모듈(10)의 두께 방향(Y축 방향)으로 입사된 광은 반사모듈(100)에 의해 광축(Z축) 방향과 대략 일치하도록 경로가 변경된다.

렌즈모듈(200)은 반사모듈(100)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함하며, 복수개의 렌즈가 구비되는 제1,2 렌즈 모듈(210,220)로 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 렌즈모듈(200)은 하나 또는 2개 이상의 모듈로 이루어질 수 있다.

일예로서, 렌즈모듈(200)은 광축(Z축) 방향으로 하우징(20)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해, 렌즈모듈(200)에는 AF용 구동부(미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들어, AF용 구동부는 AF용 마그넷(미도시)과 AF용 코일(미도시)을 구비할 수 있다. 이에 따라, AF 기능이 수행될 수 있는 것이다.

이미지 센서(300)는 복수의 렌즈를 통과한 광을 전기신호로 변환하는 역할을 수행하며, 이미지 센서(300)는 인쇄회로기판(미도시)에 실장될 수 있다. 그리고, 이미지 센서(300)의 전단에는 렌즈모듈(200)에서 입사되는 광을 필터링하는 광학필터(미도시)가 배치될 수 있다. 광학필터(미도시)는 적외선 차단 필터일 수 있다.

하우징(20)의 내부공간에서, 렌즈 모듈(200)을 중심으로 이의 전방에 반사모듈(100)이 구비되고, 렌즈모듈(100)의 후방에 이미지센서(300)이 구비된다.

도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 개략적인 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B'선에 따른 개략적인 단면도이고, 도 6은 반사모듈을 나타내는 개략적인 평면도이다.

먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 반사모듈(100)은 하우징(20)의 개구부(22) 하부에 배치될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 반사모듈(100)은 일예로서, 제1 프레임(110), 제2 프레임(120), 반사부재(130), 제1 구동부(140) 및 제2 구동부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 프레임(110)은 하우징(20)에 회전 가능하게 설치된다. 일예로서, 제1 프레임(110)은 반사부재(130)에 입사되는 광의 입사 방향(Y축 방향)에 수직한 제1 축방향(X축 방향)을 중심으로 회전된다. 또한, 제1 프레임(110)의 회전축인 제1 축방향은 반사부재(130)에 입사되는 광 경로 중 어느 하나의 점을 통과하도록 배치된다. 한편, 제1 프레임(110)은 일예로서, 메인 프레임부(112), 설치부(114) 및 연결부(116)를 포함하여 구성될 수 있다.

메인 프레임부(112)는 제1 프레임(120)에 연결되며, 반사부재(130)의 일측을 제외한 영역을 감싸도록 배치된다. 한편, 메인 프레임(112)은 하우징(20)의 설치대(24)에 제1 힌지부재(160)를 매개로 하여 설치된다. 일예로서, 제1 힌지부재(160)는 메인 프레임(112)의 일측에 배치되는 제1-1 힌지부재(162)와, 메인 프레임(112)의 타측에 배치되는 제1-2 힌재부재(164)를 구비할 수 있다. 그리고, 반사부재(130)는 제1-1 힌지부재(162)와 제1-2 힌재부재(164)의 사이에 배치될 수 있다.본 실시예에서는 제1 힌지부재(160)가 2개의 힌지부재로 이루어지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 힌재부재의 개수는 변경 가능할 것이다.

또한, 하우징(20)의 설치대(24)에는 힌지부재(160)의 설치를 위한 장착부재(24a)가 구비될 수 있다.

설치부(114)는 반사부재(130)의 하부에 배치되며, 설치부(114)에는 제1 구동부(140)를 구성하는 어느 하나의 구성이 설치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

연결부(116)는 메인 프레임(120)과 설치부(114)를 연결하며, 메인 프레임(112)의 일측으로부터 연장 형성될 수 있다.

제2 프레임(120)은 제1 프레임(110)에 회전 가능하게 설치된다. 일예로서, 제2 프레임(120)은 반사부재(130)에 입사되는 광의 입사 방향과 평행한 제2 축방향(Y축 방향)을 중심으로 회전된다. 한편, 제2 프레임(120)의 회전축인 제2 축방향은 반사부재(130)에 입사되는 광 경로로부터 이격 배치된다. 한편, 제2 프레임(130)은 일예로서, 반사부재 설치부(122), 제1 연장부(124) 및 제2 연장부(126)를 포함하여 구성될 수 있다.

반사부재 설치부(122)에는 반사부재(130)가 설치된다. 일예로서, 반사부재 설치부(122)는 반사부재(130)의 상면과 전면을 제외한 반사부재(130)의 측면과 배면을 감싸도록 배치된다. 그리고, 반사부재 설치부(122)의 배면과 제1 프레임(110)의 사이에 제2 힌지부재(170)가 배치되며, 제2 힌지부재(170)에 의해 반사부재 설치부(122)가 제1 프레임(110)으로부터 회전될 수 있다.

한편, 제1 연장부(124)는 반사부재 설치부(122)의 측면 중 어느 일측면으로부터 연장 형성된다.

그리고, 제2 연장부(126)는 제1 연장부(124)의 끝단으로부터 하부를 향하여 연장 형성된다. 일예로서, 제2 연장부(126)에는 제2 구동부(150)를 구성하는 어느 하나의 구성이 설치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

반사부재(130)는 제2 프레임(120)에 고정 설치되며, 삼각 기둥 형상을 가질 수 있다. 한편, 반사부재(130)는 하우징(20)의 개구부(22)를 통해 입사된 광이 렌즈모듈(200) 측으로 진행 방향을 바꾸는 역할을 수행한다. 예를 들어, 반사부재(130)으로 입사된 광(Y축 방향으로 진행하는 광)은 반사부재(130)에 의해 광축(Z축) 방향과 대략 일치하도록 경로가 변경된다. 이와 같이, 반사부재(130)가 제2 프레임(120)에 고정 설치되므로, 반사부재(130)가 2축 방향으로 회전될 수 있다. 이를 통해, OIS 기능이 구현될 수 있다. 일예로서, 반사부재(130)는 프리즘으로 이루어질 수 있다.

제1 구동부(140)는 반사부재(130)의 하부에 배치된다. 일예로서, 제1 구동부(140)는 하우징(20)과 제1 프레임(110) 중 어느 하나에 설치되는 제1 마그넷(142)과, 제1 마그넷(142)에 대향 배치되는 제1 코일(144)을 구비한다. 한편 본 실시예에서는 제1 마그넷(142)이 제1 프레임(110)의 설치부(114)의 저면에 설치되며, 제1 코일(144)은 제1 프레임(110)의 설치부(114)의 저면에 대향 배치되는 하우징(20)의 대향면에 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 제1 마그넷(142)과 제1 코일(144)의 설치 위치는 변경 가능할 것이다. 즉,

일예로서, 제1 코일(144)의 크기가 제1 마그넷(142)의 크기보다 클 수 있다. 이와 같이, 제1 마그넷(142)과 제1 코일(144)의 상호 작용에 의해 제1 프레임(110)이 회전될 수 있는 것이다. 이때, 제1 프레임(110)은 상기에서 설명한 바와 같이, 반사부재(130)에 입사되는 광의 입사 방향에 수직한 제1 축방향(X축 방향)을 중심으로 회전된다.

제2 구동부(150)는 반사부재(130)의 측면 측에 배치된다. 일예로서, 제2 구동부(150)는 하우징(20)과 제2 프레임(120) 중 어느 하나에 설치되는 제2 마그넷(152)과, 제2 마그넷(152)에 대향 배치되는 제2 코일(154)을 구비한다. 한편 본 실시예에서는 제2 마그넷(152)이 제2 프레임(120)의 제2 연장부(126)의 외부면에 설치되며, 제2 코일(154)은 제2 프레임(120)의 제2 연장부(126)의 외부면에 대향 배치되는 하우징(20)의 대향면에 설치될 수 있다.

일예로서, 제2 코일(154)의 크기가 제2 마그넷(152)의 크기보다 클 수 있다. 이와 같이, 제2 마그넷(152)과 제2 코일(154)의 상호 작용에 의해 제2 프레임(120)이 회전될 수 있는 것이다. 이때, 제1 프레임(120)은 상기에서 설명한 바와 같이, 반사부재(130)에 입사되는 광의 입사 방향에과 평행한 제2 축방향(Y축 방향)을 중심으로 회전된다.

상기한 바와 같이, 2축을 중심으로 회전되는 반사부재(130)를 통해 카메라 모듈(10)의 OIS 기능 구현이 가능할 수 있다. 이에 따라, 카메라 모듈(10)의 소형화를 구현할 수 있는 것이다.

도 7은 반사 모듈의 변형 실시예를 나타내는 설명도이다.

도 7을 참조하면, 제1 구동부(440)는 반사부재(130)의 하부에 배치된다. 일예로서, 제1 구동부(440)는 하우징(20)과 제1 프레임(110) 중 어느 하나에 설치되는 제1 마그넷(442)과, 제1 마그넷(442)에 대향 배치되는 제1 코일(444) 및 제1 마그넷(442)의 상부에 배치되는 제1 요크(446)를 구비한다.

일예로서, 제1 코일(444)의 크기가 제1 마그넷(442)의 크기보다 클 수 있다. 이와 같이, 제1 마그넷(442)과 제1 코일(444)의 상호 작용에 의해 제1 프레임(110)이 회전될 수 있는 것이다. 이때, 제1 프레임(110)은 상기에서 설명한 바와 같이, 반사부재(130)에 입사되는 광의 입사 방향에 수직한 제1 축방향(X축 방향)을 중심으로 회전된다.

제2 구동부(450)는 반사부재(130)의 측면 측에 배치된다. 일예로서, 제2 구동부(450)는 하우징(20)과 제2 프레임(120) 중 어느 하나에 설치되는 제2 마그넷(452)과, 제2 마그넷(452)에 대향 배치되는 제2 코일(454) 및 제2 마그넷(542)의 배면에 배치되는 제2 요크(456)를 구비한다.

일예로서, 제2 코일(554)의 크기가 제2 마그넷(552)의 크기보다 클 수 있다. 이와 같이, 제2 마그넷(552)과 제2 코일(554)의 상호 작용에 의해 제2 프레임(120)이 회전될 수 있는 것이다. 이때, 제1 프레임(120)은 상기에서 설명한 바와 같이, 반사부재(130)에 입사되는 광의 입사 방향에과 평행한 제2 축방향(Y축 방향)을 중심으로 회전된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10 : 카메라 모듈
100 : 반사모듈
110 : 제1 프레임
120 : 제2 프레임
130 : 반사부재
140 : 제1 구동부
150 : 제2 구동부
160 : 제1 힌지부재
170 : 제2 힌지부재

Claims

하우징;
상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 제1 프레임;
상기 제1 프레임에 회전 가능하게 설치되는 상기 제2 프레임;
상기 제2 프레임에 설치되는 반사부재;
상기 하우징과 상기 제1 프레임 중 어느 하나에 설치되는 제1 마그넷과, 상기 제1 마그넷에 대향 배치되는 제1 코일을 구비하는 제1 구동부; 및
상기 하우징과 상기 제2 프레임 중 어느 하나에 설치되는 제2 마그넷과, 상기 제2 마그넷에 대향 배치되는 제2 코일을 구비하는 제2 구동부;
를 포함하며,
상기 제1 프레임은 상기 반사부재에 입사되는 광의 입사 방향에 수직한 제1 축방향을 중심으로 회전되고, 상기 제2 프레임은 상기 반사부재에 입사되는 광의 입사 방향과 평행한 제2 축방향을 중심으로 회전되고,
상기 제1 프레임은 상기 제2 프레임에 연결되는 메인 프레임부와, 상기 반사부재의 하부에 배치되는 설치부 및 상기 메인 프레임부와 상기 설치부를 연결하는 연결부를 구비하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 축방향은 상기 반사부재에 입사되는 광 경로 중 어느 하나의 점을 통과하고, 상기 제2 축방향은 상기 반사부재에 입사되는 광 경로로부터 이격 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 프레임은 상기 하우징에 제1 힌지부재를 매개로 결합되는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 힌지부재는 복수개가 구비되며, 상기 반사부재는 상기 복수개의 제1 힌지부재 사이에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 프레임은 상기 제1 프레임에 제2 힌지부재를 매개로 결합되는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2 힌지부재는 상기 제1 프레임의 내부면과 상기 제2 프레임의 외부면 사이에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 프레임은 상기 반사부재가 설치되는 반사부재 설치부와, 상기 반사부재 설치부의 일측으로부터 연장되는 제1 연장부 및 상기 제1 연장부의 끝단으로부터 하부를 향하여 연장되는 제2 연장부를 구비하며,
상기 제2 구동부의 상기 제2 마그넷과 상기 제2 코일 중 어느 하나는 상기 제2 연장부의 외부면에 설치되는 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제2 구동부의 상기 제2 마그넷과 상기 제2 코일 중 나머지 하나는 상기 제2 연장부에 대향 배치되는 상기 하우징의 측벽에 설치되는 카메라 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 구동부의 상기 제1 마그넷과 상기 제1 코일 중 어느 하나는 상기 설치부에 설치되며,
상기 제1 구동부의 상기 제1 마그넷과 상기 제1 코일 중 나머지 하나는 상기 설치부에 대향 배치되는 상기 하우징의 대향면에 설치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 제1 프레임의 설치를 위한 설치대가 구비되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 구동부에는 상기 제1 마그넷과 겹쳐지게 배치되는 제1 요크를 더 구비되며,
상기 제2 구동부에는 상기 제2 마그넷과 겹쳐지게 배치되는 제2 요크가 더 구비되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
광 경로 상 상기 반사부재의 후방에 배치되는 렌즈부; 및
광 경로 상 상기 렌즈부의 후방에 배치되는 이미지 센서;
를 더 포함하는 카메라 모듈.